PT626932E - Flutuacao por ar dissolvido - Google Patents

Flutuacao por ar dissolvido Download PDF

Info

Publication number
PT626932E
PT626932E PT93902472T PT93902472T PT626932E PT 626932 E PT626932 E PT 626932E PT 93902472 T PT93902472 T PT 93902472T PT 93902472 T PT93902472 T PT 93902472T PT 626932 E PT626932 E PT 626932E
Authority
PT
Portugal
Prior art keywords
liquid
filter
vessel
zone
gas
Prior art date
Application number
PT93902472T
Other languages
English (en)
Inventor
David Stevenson
Andrew Eades
Original Assignee
Thames Water Utilities
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Thames Water Utilities filed Critical Thames Water Utilities
Publication of PT626932E publication Critical patent/PT626932E/pt

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/14Flotation machines
    • B03D1/1431Dissolved air flotation machines
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/02Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration
    • B01D24/20Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof with the filter bed stationary during the filtration the filtering material being provided in an open container
    • B01D24/205Downward filtration without specifications about the filter material supporting means
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D24/00Filters comprising loose filtering material, i.e. filtering material without any binder between the individual particles or fibres thereof
    • B01D24/46Regenerating the filtering material in the filter
    • B01D24/4631Counter-current flushing, e.g. by air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D36/00Filter circuits or combinations of filters with other separating devices
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/02Froth-flotation processes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/02Froth-flotation processes
    • B03D1/028Control and monitoring of flotation processes; computer models therefor
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/14Flotation machines
    • B03D1/1412Flotation machines with baffles, e.g. at the wall for redirecting settling solids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/14Flotation machines
    • B03D1/24Pneumatic
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/24Treatment of water, waste water, or sewage by flotation
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F1/00Treatment of water, waste water, or sewage
    • C02F1/52Treatment of water, waste water, or sewage by flocculation or precipitation of suspended impurities
    • C02F1/5281Installations for water purification using chemical agents
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C02TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02FTREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
    • C02F9/00Multistage treatment of water, waste water or sewage
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01DSEPARATION
    • B01D2101/00Types of filters having loose filtering material
    • B01D2101/02Carbon filters
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03DFLOTATION; DIFFERENTIAL SEDIMENTATION
    • B03D1/00Flotation
    • B03D1/14Flotation machines
    • B03D1/24Pneumatic
    • B03D1/245Injecting gas through perforated or porous area

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Hydrology & Water Resources (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Water Supply & Treatment (AREA)
  • Biotechnology (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Degasification And Air Bubble Elimination (AREA)
  • Fish Paste Products (AREA)
  • Laser Surgery Devices (AREA)

Description

DESCRIÇÃO
FLUTUAÇÃO POR AR DISSOLVIDO O presente invento refere-se à flutuação por ar dissolvido, particularmente à flutuação utilizada como um tratamento primário em instalações de tratamento de água.
Num tal processo, a água saturada com ar dissolvido é geralmente libertada numa corrente de água natural pré-floculada. Ao ser libertada, o ar sai da solução, nucleando-se numa corrente de bolhas de poucos mícrons de diâmetro. As bolhas ligam-se ao flóculo, aumentam a sua capacidade de flutuação e provocam a sua flutuação à superfície, de onde podem ser removidas. O ar dissolvido é habitualmente libertado numa corrente de ar natural de modo que a quantidade principal transporta o ar para um reservatório de permanência. Em seguida o flóculo flutua até à superfície e é removido por um sistema apropriado, tal como hidráulica ou mecanicamente, utilizando um sistema de raspagem. No entanto, este sistema é dispendioso em termos de gastos de capital e gastos de funcionamento, assim como em espaço (terra), dado ser necessária uma instalação relativamente grande a qual, por seu turno, exige elevados custos em energia e meios mecânicos. Exemplos de sistemas de tratamento da técnica anterior de acordo com os preâmbulos das reivindicações 1 e 11 podem ser encontrados nas patentes GB-A-2230710; GB-A-1496191; GB-A-1531775; JP-A-58-124586; E GB-A-1194850. A patente GB-A-1 194 850, em particular, descreve um processo e um aparelho para remover materiais em partículas de um líquido, utilizando uma zona de bolhas. O recipiente de tratamento de líquido pode estar associado a um filtro. A patente GB-A-1 194 850 descreve vários tipos de distribuidores de bolhas, incluindo de grelha e eléctrodos. O líquido é feito passar no recipiente de tratamento por meio de uma conduta situada por cima do gerador de bolhas. Este documento não descreve a introdução do líquido por meio de uma conduta vertical que possui uma extremidade em forma de sino ou de trombeta de modo que a energia do líquido é dissipada na forma do presente invento.
Consequentemente é um objecto do presente invento procurar minorar estas desvantagens.
Utilizando o presente invento, as impurezas libertadas podem ser removidas por quaisquer meios apropriados.
De acordo com um primeiro aspecto do presente invento, proporciona-se um processo de remover impurezas em partículas, que consiste em proporcionar um recipiente de tratamento, proporcionar um líquido que contem impurezas em partículas, proporcionar uma fonte de gás, proporcionar uma zona de bolhas de gás no líquido, fazer passar substancialmente todo o líquido de admissão através da zona de bolhas onde as bolhas aderem às impurezas em partículas no líquido e provocar a sua flutuação e proporcionar um filtro para o líquido, caracterizado por se fazer passar o líquido no recipiente por cima da zona das bolhas numa direcção inicial afastada do filtro por meio de uma coluna de ascensão que possui uma extremidade em forma de sino ou de trombeta de modo que a energia do líquido seja dissipada pelo que se mantém a integridade da zona, por se fazer passar o líquido através da zona das bolhas numa relação de contra-corrente e em seguida fazer passar o líquido para o filtro no recipiente, a jusante da zona das bolhas, para filtrar o líquido.
Utilizando o presente invento é possível assegurar que todo o líquido de admissão passe através da zona de bolhas para proporcionar um óptimo contacto partícula/partícula e bolha/partícula. A fonte de bolhas pode compreender o líquido supersaturado com o gás. Isto é um uso eficaz do líquido que pode ser reciclado para proporcionar o gás e para funcionar como um veículo para o mesmo. 3 i V*/'1 O processo pode incluir a fase de permitir que as partículas que estão a elevar-se ou a flutuar floquem durante a elevação para a superfície do liquido. Isto proporciona uma separação eficaz das impurezas e do seu transporte para a superfície, particularmente quando as impurezas em partículas se podem combinar umas com as outras e/ou com o material em partículas que se está a afundar.
De preferência a zona de bolhas de gás pode prolongar-se substancialmente através da área de secção transversal do recipiente. Isto proporciona contacto completo das impurezas com as bolhas e uma eficaz remoção das impurezas.
A zona de bolhas de gás pode ser mantida continuamente. Deste modo há sempre uma camada ou uma cobertura de bolhas operacional para remover as impurezas do líquido. A fase de regeneração dos meios de filtro pode ser incluída no processo, principalmente uma fase de refluxo. O processo pode incluir a fase de descumagem do líquido. Esta fase pode ser efectuada aumentando-se o nível de líquido no recipiente. Esta é uma operação relativamente simples.
De acordo com um segundo aspecto do presente invento proporciona-se um aparelho para remover materiais em partículas de um líquido, que compreende um recipiente de tratamento, uma entrada para o recipiente de líquido contendo impurezas a ser tratado, e uma fonte de bolhas de gás preparada para proporcionar a utilização de uma zona de bolhas no recipiente através da qual o líquido que entra é feito passar numa relação de contra-corrente, caracterizado pelo facto de a entrada do líquido compreender uma coluna de ascensão que possui uma extremidade em forma de sino ou de trombeta disposta para que o líquido passe para o recipiente numa direcção inicial afastada do filtro e por cima da zona de bolhas de modo a não interferir com a zona de bolhas e pelo facto de o filtro se encontrar no recipiente, em uso a jusante da zona de bolhas de gás, 4 sendo a disposição tal que o líquido que contem impurezas passa através da zoma de bolhas de gás na referida relação de contra-corrente e, em seguida, nos meios de filtro. A fonte de bolhas de gás pode compreender meios de bocal através dos quais é distribuído líquido supersaturado com gás. Isto proporciona uma dispersão uniforme do gás.
Os meios de bocal podem estar a meio caminho entre a entrada para o líquido e os meios de filtro. O gás pode ser ar. Esta é uma fonte relativamente pouco dispendiosa.
Podem existir meios para manter a zona de ar continuamente no recipiente. Isto proporciona um eficaz ftincionamento do aparelho.
Para uma filtragem eficiente, os meios de filtro podem compreender um leito de antracite em areia, ou, em alternativa, areia.
Podem existir meios de refluxo para os meios de filtro. Isto proporciona um eficaz funcionamento do aparelho.
Os meios de bocal podem compreender meios ramificados que possuem bocais afastados, ou, em alternativa, um único meio de bocal. Qualquer das formas de realização proporciona uma zona de bolha substancialmente através da área de secção transversal do bocal do recipiente. A posição dos meios de bocal pode ser ajustável. Isto permite o ajuste de acordo com os parâmetros de funcionamento pretendidos.
Podem existir meios de placa de dique de lado curvo num lado do recipiente oposto àquele de onde são removidos os sedimentos. Isto proporciona uma força hidráulica horizontal na camada de escuma a ser removida, facilitando assim a sua remoção. 5
Pode existir um meio de floculação a montante do recipiente. Isto aumenta a separação de impurezas, particularmente nos casos em que os meios de floculação podem compreender uma pluralidade de reservatórios de floculação através dos quais o liquido flui em série.
Os meios de floculação e o recipiente podem ser numa única unidade. Isto proporciona uma estrutura compacta que não ocupa muito espaço.
Compreender-se-á que o aparelho pode ser integrado num recipiente de filtragem de floculação existente.
Em qualquer caso, o ar proveniente dos meios de bocal proporciona uma cobertura de finas bolhas de ar, adequadamente micro-bolhas através das quais tem de fluir o líquido de admissão a ser tratado para proporcionar um estágio de flutuação na zona antes do líquido tratado, do qual foram removidas por flutuação a maioria das impurezas, passa antes de continuar na mesma direcção, contra o fluxo do ar, para o filtro.
Compreender-se-á que o líquido a ser tratado contem águas de esgoto, água fluviais armazenadas em reservatórios, água que contem botões de algas, e processos de tratamento de água para “limpar” e “sujar”. O aparelho pode ser utilizado não só para equipar filtros de rápida gravidade e de superfície irregular, mas também para o que é conhecido como Purificadores de Fundo Plano (“Fiat Bottom Clarifíers” (FBC)) ou Reservatórios de Sedimentação (Sedimentation Tanks). Neste último a cobertura de ar do invento substituiria o que era a função de uma cobertura de sedimentos, realizando uma filtragem mais rápida e mais eficiente. Acima de tudo, os meios de filtro podem compreender um filtro arejado biológico (BAF). 6
Descreve-se a seguir um processo e um aparelho que representa uma fotíha de realização do presente invento, a título de exemplo, com referência aos desenhos anexos. A Figura 1 é uma vista plana de um aparelho para efectuar um processo para remover impurezas em partículas de um líquido; A Figura 2 é uma vista em alçado lateral do aparelho tomada na direcção da seta II na Figura 1; A Figura 3 é uma vista em alçado de extremidade do aparelho; A Figura 4 é uma vista em plano esquemático de uma modificação da parte “X” do aparelho da Figura 1 que ilustra o aparelho de acordo com o invento; A Figura 5 é um diagrama esquemático de fluxo que ilustra o fluxo do aparelho da Figura 4; A Figura 6 é uma representação gráfica da eficácia do processo e aparelho de acordo com o presente invento.
Fazendo referência aos desenhos em que partes semelhantes são ilustradas pelos mesmos números de referência, mostra-se um aparelho 1, para remover impurezas da corrente de líquido tal como água contendo impurezas em partículas proveniente de uma alimentação de água que compreende uma fonte 2 de água, uma fonte de gás 3, ar apropriadamente dissolvido sob pressão e meios para fazer passar o gás para a água, numa relação de contra-fluxo com a mesma de modo a fazer aderir bolhas de gás às impurezas e fazer com que as mesmas subam para a superfície. O aparelho 1 tal como ilustrado compreende uma estrutura unitária na qual os compartimentos 4, 5 e 6 de um reservatório único estão separados por deflectores internos de modo a proporcionar um percurso de serpentina para permitir um tempo de residência suficiente para induzir floculação. O 6 é coberto para captura de saída de gás ozono. Os compartimentos possuem entradas 7 e saídas 8 alternativas. O topo dos compartimentos 4, 5, 6 é contíguo a uma passagem elevada 9 situada por cima de um reservatório de recolha de sedimentos que, por sua vez, está situado por cima de um compartimento de controlo 10 no qual se situa uma fonte contendo ar.
Existe um reservatório de flutuação 12 situado por cima de um leito de filtragem 33, nesta forma de realização, de antracite em areia, embora se compreenda que poderá ser utilizado qualquer material apropriado para o filtro, tal como areia per se. Na Figura 1, a entrada para água supersaturada com ar na forma de uma tubagem de entrada que conduz a uma estrutura ramificada contendo uma grelha de, nesta forma de realização, bocais dirigidos para cima dispostos numa fileira geralmente ortogonal de modo a prolongar-se substancialmente sobre a área de superfície do reservatório. Existem seis bocais, dispostos em dois bancos de três, embora pudessem ser mais ou menos conforme se pretenda. Os bocais podem ser fixados de modo destacável, seja por aparafusamento à tubagem de modo que possam ser separadas da mesma para facilidade de transporte. As dimensões da grelha também podem ser ajustadas através da adição ou remoção de mais bocais, ou por desligar um bocal existente. A água natural fornecida ao aparelho 1 é previamente tratada por floculação no reservatório 4, 5, 6 antes de ser fornecida ao reservatório de flutuação onde passa em fluxo de contra-corrente para as bolhas de ar. Os bocais estão por baixo de uma entrada para o reservatório ou recipiente 12 para o líquido previamente tratado, de modo que a zona de micro-bolhas se prolongue substancialmente através de toda a área de superfície do reservatório 12. As bolhas de ar são inicialmente dissolvidas em água, mas saem da solução quando emergem dos bocais para formar as micro-bolhas que efectivamente formam uma cobertura de ar através de todo o reservatório, em que as bolhas de ar aderem às impurezas na água previamente tratada e elevam-nas para a superfície onde são descarregadas do reservatório intermitentemente sobre o dique e de uma forma controlada. O aparelho 1 encontra-se sob controlo automático utilizando ultrasons e baseado em dados relativos a fluxo e turvação “on-line”, com protecção contra falha e deterioração de processo na qualidade da água. 8
No aparelho da Figura 4, de acordo com o presente invento o reservató|lo 12 contem um bocal de entrada 13 dirigido para cima com uma extremidade em forma de sino ou de trombeta e uma cobertura 14, adequadamente cónica, para dirigir o líquido tratado para o reservatório. O diâmetro de elevação é tal que a velocidade de saída da água floculada é pequena, sendo preferível uma velocidade no interior da conduta de <U,3 m segundo'. Isto ajuda a evitar que se danifique a cobertura de sedimentos e a ruptura da zona de flutuação devido a grandes vórtices toroidais de elevada energia. Um espaçamento de entrada de l/4m2 para a entrada única requer uma cuidadosa vigilância das velocidades de fluxo de fluido à entrada e à saída da tubagem de entrada. Altas velocidades de entrada requerem um grande cone de entrada (como aqui se refere) para dissipar a energia de fluxo, que de outro modo conduziriam a elevadas velocidades de saída ou vórtices derramados que podem danificar a cobertura de sedimentos. Um pequeno cone de entrada proporciona bons resultados de flutuação, com uma baixa velocidade de entrada (<0,3 m segundo'1) que conduz a baixas velocidades de saída de <0,04 m segundo'1.
Um único bocal de difusão de ar 15, situado abaixo do nível da parte mais inferior da coluna de ascensão de entrada, está situado contíguo à coluna de ascensão. Esta estrutura simplificada poupa em tubagem e também distribui o líquido de admissão de modo a alcançar condições de fluxo tranquilas, para aumentar a formação de uma zona de bolha de ar estável.
Fazendo referência à vista esquemática do aparelho 1 ilustrado na Figura 5, o influente ou a água a ser tratada 16 é sujeita a mistura de “flash” num dique doseador 17 com um agente de floculação, tal como uma solução de sulfato ferroso proveniente de uma conduta de aspersão e em seguida passa do dique 16 para um dispositivo de floculação hidráulico de sete câmaras 18 (semelhante às câmaras 4, 5, 6) onde se formam os flocos à medida que a água flui num percurso sinuoso sob e sobre os deflectores 18a. A altura do dique 17 é ajustável. O dique também pode incluir projecções, para quebrar o plano de fluxo da água para permitir que o agente de floculação entre na água antes de uma zona de turbulência, auxiliando desse modo a mistura. 9 9
Em seguida a água floculada passa peio bocal 13 e pela cobertura 14 par^ o reservatório 12, tal como ilustrado. A velocidade de saída da água do bocal 13 é de cerca de 0,04 m segundo'1 (a 10 m pó hora, taxa de flutuação) em que o cone de entrada possui um diâmetro de 600 mm e em que o diâmetro de saída proporciona uma redução gradual da velocidade de saída para 0,04 m segundo'1. O bocal 13 é posicionado cerca de 700 mm abaixo do topo da superfície da água.
As micro-bolhas de ar saem da solução à medida que a água emana do bocal 15 e formam uma zona ou cobertura de micro-bolhas directamente através de toda a área de superfície do reservatório 12. As bolhas formam uma zona de cerca de 1 metro de profundidade por baixo do bocal 13. O ar sobe e a água flui para baixo como visto (como nas Figuras 1 a 3), através de um filtro 33, que compreende uma camada de antracite 23a numa camada de areia 23b. Nesta forma de realização o filtro tem adequadamente uma altura de 1 m, tendo a camada de antracite uma espessura de 400 mm e a camada de areia uma espessura de 600 mm.
Em seguida a água limpa passa para fora do reservatório 12 e do filtro 33 para um reservatório de retenção de água limpa 19. Parte da água proveniente do reservatório 19 é reciclada para proporcionar a fonte de micro-bolhas. A água é feita passar para um dispositivo de saturação 20, embalada em meios de contacto de plástico adequados tais como anéis “Pall”, onde é feita entrar em contacto com ar sob pressão proveniente de um compressor, sendo o fluxo de ar controlado por um sistema de flutuação. O ar é dissolvido, a água toma-se supersaturada com ar e em seguida a água supersaturada com ar é feita passar de volta para o reservatório 12. A taxa de fluxo de água de reciclagem combinada com a pressão do dispositivo de saturação determina a quantidade de ar que é abastecido ao recipiente 12. Uma taxa de fluxo de reciclagem apropriada é uma quantidade volumétrica de 10% do fluxo de processamento. Deste modo o próprio líquido é utilizado para proporcionar um veículo para as micro-bolhas de formação de ar. Parte da água proveniente do reservatório 19 é também utilizada para proporcionar uma possibilidade de refluxo para o leito de filtragem 33. 10
A água é bombeada por uma bomba 21 através do filtro proveniente fundo como se viu. A água de refluxo passa para fora através de um dique de cavidade 22 que possui um lábio 23 sobre o qual a água flui, em que qualquer meio de filtro deslocado que volta a cair do lábio 23 para o leito de filtragem 13. A escuma é recolhida na superfície do líquido no reservatório 12 e é removida periodicamente pela elevação do nível da água no reservatório 12 pelo accionamento de um sistema de válvulas apropriado, sendo algumas das válvulas mostradas em FCV na Figura 5, para elevar o nível do líquido e decantar a escuma sobre um dique 24 para o interior de um canal 25 do qual pode ser removida, ver seta “S”. Existe um dique com um lábio curvado, conhecido como um dique de salto de “ski”, que proporciona um fluxo horizontal de líquido na sua superfície através do reservatório 12. Isto é conseguido pelo facto de o influente 16 ser feito passar para o dique de salto de “ski”, novamente por intermédio de um adequado accionamento de válvulas, para fazer passar 0 influente sobre o dique de modo a impelir a escuma lateralmente para o canal 25. O aspecto de floculação de contra-corrente permite que o leito de filtro 33 funcione durante períodos prolongados, mesmo durante altas cargas de botões de algas, sem necessidade de refluxo a frequências grandemente aumentadas. O aparelho 1 pode, assim, funcionar num modo de pico de agitação e a flutuação no reservatório 12 podia ser descontinuada quando a qualidade de entrada de água natural é boa, economizando assim nos custos de funcionamento contínuo. A operação de remoção de escuma referida pode ser levada a cabo sem parar o processo de flutuação e de filtragem.
Numa forma de realização prática, fazendo referência à Figura 6, os diagramas no gráfico mostram resultados do aparelho de processamento de acordo com as Figuras 1 a 3 contra um aparelho de flutuação que não tem um fluxo de contra-corrente. Os dois aparelhos foram accionados com idênticos parâmetros de processamento e na mesma água de processamento. Pode ver-se que o aparelho de acordo com o presente invento (diagrama 2) (entrada) é muito melhor do que o que não pertence ao invento (diagrama 1) (entrada) e respectiva saída (diagrama 3, invento, diagrama 4, que não é do invento). 11 ^ "Ν A turvação de saída, diagrama 3, é plana ou seja permanece compleiamente imutável, ao contrário da saída de pico do diagrama 4 que subiu para reílectir a entrada e leva tempo para recuperar a qualidade de saída original. Deste modo foi eliminada a histerese no invento e isto conduz a um controlo e a uma remoção mais eficaz.
Compreender-se-á que o termo “floculado” aqui utilizado deverá ser entendido como “pré-tratamento”.
Compreender-se-á que há vantagens no aparelho e o processo de flutuação/filtração de contra-corrente do presente invento. Deste modo, libertando o ar dissolvido a alguma profundidade abaixo da entrada de água natural, pode ser gerada uma zona ou cobertura de finas micro-bolhas através da qual tem de passar toda a água natural. Deste modo há potencial para um maior contacto partícula/partícula e também contacto partícula bolha. Isto proporciona uma floculação e uma flutuação aumentadas e elimina a necessidade de uma proporção um para um de dispositivo de floculação para dispositivo de flutuação. Também pelo facto de se libertar ar abaixo da água floculada, uma zona de libertação de ar de alta energia é separada de uma zona de alta concentração de flocos, removendo assim o potencial de danificação de flocos na corrente de processo. A limitação em dimensão de unidades, devido a falta de ar nos sedimentos, é também negada dado que o abastecimento de ar é uniforme em toda a área de secção transversal do recipiente de processamento e é continuamente alimentado. Sobretudo, pelo facto de existir floculação/filtração o sistema de flutuação é ligado apenas quando é necessário e isto economiza em elevados custos operacionais de flutuação desligando-o quando a qualidade de água natural é boa. O processo e o aparelho reduzem a quantidade de investimento de capital em instalações visto que essas instalações não estão a funcionar em boas condições da qualidade de água natural, e reduz a quantidade de dispositivos de floculação necessários para tratar e remover a necessidade de utilização conjunta de recipientes de flutuação separados.
Numa , durante três dias sob boas condições de carga de algas, com duplos filtros de meio padrão e o aparelho e processo do presente invento, o invento utilizou 12
1,5% de todo o volume para refluxo e os duplos meios de filtro de 15%, umm-maior economia em volume de água lavada necessária. '
Lisboa, 2 8 DEZ. 2001
. A-Q
Maria Silvina Ferreira ADVOGADA
Agente Oficial de Propriedade Industrial R. Castilho. 50 - 5! - 1250 - 071 LISBOA Tel. 21 381 50 50 - Fax. 21 383 11 50

Claims (26)

1 1
REIVINDICA ÇÕES 1. Processo para remover impurezas em partículas de um líquido, que compreende proporcionar-se um recipiente de tratamento, proporcionar-se um líquido que contem impurezas em partículas, proporcionar-se uma fonte de gás, proporcionar-se uma zona de bolhas de gás no líquido, a passagem de essencialmente todo o líquido de admissão através da zona de bolhas de modo que as bolhas adiram às impurezas em partículas no líquido e provoque a sua flutuação, e proporcionar um filtro para o líquido, caracterizado pela passagem do líquido no recipiente acima da zona de bolhas numa direcção inicial afastada do filtro por meio de uma coluna de ascensão que possui uma extremidade em forma de sino ou de trombeta de modo que a energia do líquido seja dissipada de modo a ser mantida a integridade da zona, fazendo passar o líquido através da zona de bolhas numa relação de contra-corrente e, em seguida, fazendo passar o líquido para o filtro no recipiente, a jusante da zona de bolhas, para filtração do líquido.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo facto de a fonte de bolhas compreender o líquido supersaturado cóm o gás.
3. Processo de acordo com as reivindicações 1 ou 2, caracterizado por compreender uma fase de proporcionar a flutuação de partículas floculadas durante a elevação da superfície do líquido.
4. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de as impurezas em partículas se combinarem umas com as outras e com partículas de material que se está a afundar.
5. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de a zona de bolhas de gás se prolongar substancialmente sobre a área de secção transversal do recipiente.
6. Processo de acordo com a reivindicação 5, caracterizado pelo facto de a zona de bolhas de gás ser mantida continuamente.
7. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de existir uma fase de regeneração dos meios de filtro.
8. Processo de acordo com a reivindicação 7, caracterizado pelo facto de a fase de regeneração ser uma fase de refluxo.
9. Processo de acordo com qualquer das reivindicações anteriores, caracterizado pelo facto de existir uma fase de descumagem do líquido.
10. Processo de acordo com a reivindicação 9, caracterizado pelo facto de existir uma fase de elevação do nível do líquido no recipiente para efectuar a descumagem.
11. Aparelho (1) para remover materiais em partículas de um líquido, que compreende um recipiente de tratamento (12), uma entrada (13) para o recipiente para o líquido que contem impurezas a tratar, um filtro (33) e uma fonte de bolhas de gás (3) adaptada para proporcionar, em funcionamento, uma zona de bolhas no recipiente através da qual o líquido de admissão passa em contra-corrente, caracterizado pelo facto de a entrada (13) de líquido compreender uma coluna de ascensão dotada de uma extremidade em forma de sino ou de trombeta disposta para fazer passar o líquido no recipiente (12) numa direcção inicial afastada do filtro e acima da zona de bolhas de modo a não perturbar a zona de bolhas, e pelo facto de o filtro ser colocado no recipiente (12) a jusante, em funcionamento, da zona de bolhas de gás, numa disposição tal que o líquido contendo impurezas passa através da zona de bolhas de gás em contra-corrente e, em seguida, para os meios de filtro.
12. Aparelho de acordo com a reivindicação 11, caracterizado pelo facto de a fonte de bolhas de gás compreender meios de bocal (15) através do qual é distribuído líquido supersaturado com gás.
13. Aparelho de acordo com a reivindicação 12, em que os meios de bocal estão situados entre a entrada (13) do líquido e o filtro (33).
14. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 13, em que a entrada (13) do líquido é dirigida para longe do filtro.
15. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 14, em que o gás é ar.
16. Aparelho de acordo com a reivindicação 15, caracterizado pelo facto de possuir meios que permitem manter de maneira contínua a zona de ar no recipiente.
17. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 16, caracterizado pelo facto de o filtro compreender um leito de antracite (33a) em areia (33b).
18. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 16, caracterizado pelo facto de o filtro compreender areia.
19. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 18, caracterizado pelo facto de possuir meios para a lavagem do filtro (33) em refluxo.
20. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 19, caracterizado pelo facto de os referidos meios de bocal (15) compreenderem meios ramificados dotados de bocais espaçados.
21. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 12 a 19, caracterizado pelo facto de os referidos meios de bocal (15) compreenderem um meio de bocal único. 4
22. Aparelho de acordo com as reivindicações 20 ou 21, caracterizado pelo fact|> de os referidos meios de bocal (15) serem reguláveis.
23. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 22, caracterizado pelo facto de possuir meios de placa deflectora lateral (17) num dos lados do recipiente (12) oposto àquele de onde são extraídas os sedimentos.
24. Aparelho de acordo com qualquer das reivindicações 11 a 23, caracterizado pelo facto de possuir meios de floculação (4, 5, 6) a montante do recipiente de tratamento (12).
25. Aparelho de acordo com a reivindicação 24, caracterizado pelo facto de os meios de floculação compreenderem uma pluralidade de reservatórios de floculação (4, 5, 6) através dos quais o líquido flui em série.
26. Aparelho de acordo com as reivindicações 24 ou 25, caracterizado pelo facto de os meios de floculação e o recipiente de tratamento serem combinados numa unidade única. Lisboa, 2 8 DEZ, 2081
Maria Sílvina Ferreira ADVOGADA Agente Oficial de Propriedade Industrial R. Castilho, 50-5?- 1250 - 071 LISBOA Tel. 21 381 50 50 - Fax. 21 330 11 50
PT93902472T 1992-01-31 1993-01-28 Flutuacao por ar dissolvido PT626932E (pt)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB929202153A GB9202153D0 (en) 1992-01-31 1992-01-31 Dissolved air flotation

Publications (1)

Publication Number Publication Date
PT626932E true PT626932E (pt) 2002-03-28

Family

ID=10709653

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PT93902472T PT626932E (pt) 1992-01-31 1993-01-28 Flutuacao por ar dissolvido

Country Status (11)

Country Link
EP (1) EP0626932B1 (pt)
JP (1) JPH07503177A (pt)
AT (1) ATE207854T1 (pt)
AU (1) AU673510B2 (pt)
CA (1) CA2128729C (pt)
DE (1) DE69331049D1 (pt)
GB (2) GB9202153D0 (pt)
NZ (1) NZ246672A (pt)
PT (1) PT626932E (pt)
WO (1) WO1993015021A1 (pt)
ZA (1) ZA93626B (pt)

Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5591347A (en) * 1995-05-26 1997-01-07 Unicel, Inc. Single cell gas flotation separator with filter media
US5516434A (en) * 1995-05-26 1996-05-14 Unicel, Inc. Single cell gas flotation separator with filter media
US7157007B2 (en) * 2003-06-20 2007-01-02 National Tank Company Vertical gas induced flotation cell
US8034246B2 (en) * 2007-05-16 2011-10-11 Exxonmobil Research & Engineering Company Wastewater mercury removal process
CA2703455C (en) * 2007-07-31 2012-09-25 Ronald P. Allen Water remediation and biosolids collection system and associated methods
ES2363854B1 (es) 2009-07-10 2012-08-10 Acciona Agua, S.A.U. Tanque separador de partículas.
FR2995603B1 (fr) * 2012-09-19 2014-09-26 Veolia Water Solutions & Tech Procede de traitement d’eau comprenant une flottation combinee a une filtration gravitaire et installation correspondante
CN102992432A (zh) * 2012-12-20 2013-03-27 叶建锋 应用多相流泵微气浮去除藻类的方法及其装置
FR3061169B1 (fr) * 2016-12-22 2020-06-19 Suez International Installation et procede pour le traitement de l'eau
FR3121673A1 (fr) 2021-04-12 2022-10-14 Suez Groupe Installation et procede pour le traitement de l’eau

Family Cites Families (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB837373A (en) * 1958-09-02 1960-06-15 Shinzo Sumiya Improvements in or relating to froth flotation systems
BE666112A (pt) * 1964-06-29
FR1515865A (fr) * 1966-06-14 1968-03-08 Saint Gobain Techn Nouvelles Perfectionnements à la séparation d'un liquide et d'un solide ou liquide immiscible en suspension
US3836460A (en) * 1972-03-27 1974-09-17 R Willis Process for removal of algae,diatoms and organic contaminants from water
CA1065789A (en) * 1974-02-11 1979-11-06 Ernest R. Ramirez Purification of industrial waste waters by flotation
US4176058A (en) * 1974-10-24 1979-11-27 Grobler Jacobus J Method means for de-silting water
GB1531775A (en) * 1975-04-16 1978-11-08 Swift & Co Gas flotation dewatering of waste water treatment wastes
NL7509342A (nl) * 1975-08-06 1977-02-08 Stamicarbon Werkwijze en inrichting voor het reinigen van afvalwater door middel van elektroflotatie.
GB1496191A (en) * 1975-12-16 1977-12-30 Clarke Chapman Ltd Method of and apparatus for clarifying water
DE2835709B2 (de) * 1978-08-16 1980-12-18 Wilhelm Roediger Gmbh + Co, 6450 Hanau Anlage zum Reinigen verschmutzten Wassers
NL8007096A (nl) * 1980-12-30 1982-07-16 Pielkenrood Vinitex Bv Inrichting voor het met behulp van gasbelletjes opdrijvend maken van een in een vloeistof gesuspendeerde bestanddelen.
JPS58124586A (ja) * 1982-01-19 1983-07-25 Shuichi Nakagawa 汚水洗浄処理装置
FI86293C (fi) * 1989-04-28 1992-08-10 Oiva Suutarinen Foerfarande foer rening av en vaetska fraon fasta och upploesta foeroreningar medelst ett flotationsfiltreringsfoerfarande.
AU1996592A (en) * 1991-05-15 1992-12-30 Pec Research, Inc. Methods and apparatus for producing potable water

Also Published As

Publication number Publication date
CA2128729C (en) 2005-06-07
CA2128729A1 (en) 1993-08-05
JPH07503177A (ja) 1995-04-06
GB9202153D0 (en) 1992-03-18
DE69331049D1 (de) 2001-12-06
EP0626932B1 (en) 2001-10-31
GB2263694B (en) 1995-08-23
GB9301721D0 (en) 1993-03-17
ATE207854T1 (de) 2001-11-15
EP0626932A1 (en) 1994-12-07
WO1993015021A1 (en) 1993-08-05
NZ246672A (en) 1995-12-21
GB2263694A (en) 1993-08-04
ZA93626B (en) 1993-08-30
AU3364793A (en) 1993-09-01
AU673510B2 (en) 1996-11-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0630671B1 (en) Sewage treatment system
KR101722099B1 (ko) 미세기포의 안정적 발생구조를 가진 부상분리식 하수처리장치
ES2234893T3 (es) Tanque combinado de desgasifiacion y de flotacion.
KR101362858B1 (ko) 미세버블을 이용한 다단 격벽식 부상분리장치
RU2282592C2 (ru) Способ и устройство для осветления жидкостей, в частности воды, насыщенных материалом в виде суспензии
EP0814885B1 (en) Method and apparatus for separating non-soluble particles from a liquid
KR101910856B1 (ko) 용존공기부상법을 이용한 스컴 슬러지 제거장치
ES2233220T3 (es) Instalacion para el tratamiento de aguas por flotacion.
CA1086238A (en) Sewage settling tank
PT626932E (pt) Flutuacao por ar dissolvido
US5308479A (en) Sewage disposal apparatus employing circulating filter media
JP2010527787A (ja) ヒドロサイクロン方式の浮上分離装置及びそれを含む水質汚染防止システム
KR100310673B1 (ko) 물처리하는방법및장치
JP6779475B2 (ja) アオコ濃縮回収装置
KR100971880B1 (ko) 수평류형 침전 시스템
KR100576348B1 (ko) 오폐수 처리용 가압부상조
EP0428747B1 (en) Method and apparatus of filtering medium circulation type for purifying contaminated water
KR20200107232A (ko) 나노버블을 이용한 오폐수처리용 부상분리조
JP2003080007A (ja) 凝集沈殿方法並びに沈殿装置
KR100464716B1 (ko) 수처리 및 폐수처리용 고액분리기
KR200371017Y1 (ko) 오폐수 처리용 가압부상조
KR100978071B1 (ko) 초고속 여과기능 및 역세기능을 구비한 여과장치
KR200252229Y1 (ko) 용존공기 부상분리장치
KR20180027487A (ko) 대기공기를 이용한 용존공기부상 시스템
KR20180019362A (ko) 간소화된 해수 담수화 플랜트